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噴粉烤箱所以需要設(shè)計出在現(xiàn)場能夠靜確操控這些參數(shù)的操控器。歸納體系設(shè)計要求,靜電噴涂操控器的設(shè)計要求是:
1)能夠支持多種操控形式,例如恒壓操控形式、恒流操控形式、恒功率操控形式等,滿意不同工況下的噴涂作業(yè)。
2)噴粉烤箱能夠靜確地操控靜電參數(shù)和氣壓參數(shù),確保噴涂時上粉率足夠高,噴涂質(zhì)量足夠好。
3)能夠完成友愛的操作界面,確保方便快捷的參數(shù)設(shè)定以及顯示。
4)能夠完成與上位機的牢靠通信的接口,確保遠程監(jiān)控、自動化噴涂的完成。
依據(jù)對噴粉烤箱實際噴涂出產(chǎn)調(diào)研和查找國內(nèi)外噴涂操控器參數(shù)資料能夠斷定操控器參數(shù)。操控器設(shè)計的參數(shù)調(diào)理規(guī)模包括市面上干流操控器的氣壓操控范圍,盡可能滿意操控器與其他產(chǎn)品配件的兼容性。其中靜電電壓和靜電電流為靜電噴槍的輸出電壓電流,操控器的輸出電壓規(guī)模為6一21 V,輸出電流醉大為600mA??刂瓢逯饕譃?個模塊:電源模塊,噴粉烤箱MCU模塊,電壓輸出模塊,電機驅(qū)動模塊,氣壓測量模塊,反饋信號處理模塊,觸發(fā)信號處理模塊,RS422通信模塊,EEPROM存儲模塊。
我們設(shè)計的噴粉烤箱控制器基于STM32微控制器控制器,完成控制器的硬件設(shè)計后,需要設(shè)計和實現(xiàn)控制器的軟件,實現(xiàn)控制器的功能。軟件設(shè)計采用ST的STM32CUBE作為驅(qū)動開發(fā)環(huán)境,該軟件可以在圖形界面中配置噴粉烤箱MCU的時鐘和外設(shè),直接生成MDK開發(fā)的C語言代碼,大大節(jié)省了MCU的時間。配置提高了開發(fā)效率。噴粉烤箱技能的中心是靜電噴涂控制器,其功用是對靜電參數(shù)和氣流參數(shù)的精準控制。
噴粉烤箱控制板編程控制板主程序包括初始化程序,RS422通信模塊,ADC模擬數(shù)據(jù)采樣模塊,電壓電流控制算法模塊,氣壓控制和步進電機驅(qū)動模塊,EEPROM數(shù)據(jù)存儲模塊,管理協(xié)調(diào)軟件和數(shù)據(jù)存儲單元。管理協(xié)調(diào)軟件負責(zé)各功能軟件之間的通信和協(xié)調(diào),實現(xiàn)各模塊之間的同步;功能軟件模塊通常由主程序調(diào)用子程序和中斷程序?qū)崿F(xiàn)。四個3位數(shù)碼管分別實現(xiàn)靜電電壓,靜電電流,流量壓力和霧化壓力值。
噴粉烤箱存儲模塊編程靜電噴涂控制器配置參數(shù)保存在主板的EEPROM中。斷電時電源不會丟失??梢栽俅螐膯又凶x取參數(shù)。存儲芯片2_SLC640是一個64Kb電可擦PROM,它是8Kx8bit結(jié)構(gòu),存儲空間地址為Ox0000} Ox1FFF,頁面大小為承諾字節(jié),通過SPI接口通信,通信頻率高達2MHz。為了提高數(shù)據(jù)傳輸效率和CPU利用率,噴粉烤箱采用DMA方式發(fā)送和接收USARTI。
由于對噴粉烤箱執(zhí)行器減壓閥的機械控制沒有極限,因此在軟件中必須設(shè)定安全調(diào)節(jié)范圍:總氣壓的100 7080%。我們需要控制的是速度、壓力和霧化壓力的范圍在總壓力的1007080%之間,并且當壓力超過范圍時,調(diào)節(jié)將停止。由原步進電機模塊設(shè)計的步進電機轉(zhuǎn)速與輸出PWM脈沖頻率有關(guān)。為了保證快速穩(wěn)定的氣壓調(diào)節(jié),氣壓調(diào)節(jié)是分階段控制的。當誤差超過IOKPa時,可以全速調(diào)節(jié)步進電機;停止時,拉動ENABLE禁用控制芯片并下拉RESET復(fù)位控制芯片。當誤差在1--10KPa之間時,可以中速調(diào)節(jié)步進電機;當氣壓穩(wěn)定時,由于氣壓波動需要調(diào)節(jié)步進電機,則采用慢速調(diào)節(jié)。防止因輕微波動或采樣波動調(diào)整不正確而引起的氣壓嚴重波動。
噴粉烤箱通信模塊程序設(shè)計控制主板通過USART1與操作面板進行通信。為了提高數(shù)據(jù)傳輸效率和CPU利用率,噴粉烤箱采用DMA方式發(fā)送和接收USARTI。同時,為了接收長度未知的數(shù)據(jù),USART1的空閑可以中斷DART_IT_IDLE,并在空閑中斷處理功能中切換接收緩沖區(qū),提高數(shù)據(jù)接收容量和速率??刂浦靼灏l(fā)送的數(shù)據(jù)包有兩種,一種是事件觸發(fā)的數(shù)據(jù)包,它由響應(yīng)面板請求的響應(yīng)參數(shù)組成,另一種是時間觸發(fā)的數(shù)據(jù)包,它由定期發(fā)送的廣播參數(shù)組成。為了防止發(fā)送數(shù)據(jù)之間的沖突,對各個參數(shù)的優(yōu)先級進行了劃分。數(shù)據(jù)在每個模塊中生成,因此封裝參數(shù)也在每個模塊中。當生成數(shù)據(jù)時,將調(diào)用數(shù)據(jù)打包子例程來打包數(shù)據(jù)。同時,有效數(shù)據(jù)標志的相應(yīng)位置1指示需要發(fā)送數(shù)據(jù)。當USENDATAFFACH不是0時,它表示有數(shù)據(jù)要發(fā)送。噴粉烤箱主程序中調(diào)用發(fā)送程序。發(fā)送程序根據(jù)發(fā)送優(yōu)先級判斷是否需要發(fā)送數(shù)據(jù)。如果有一個,它發(fā)送優(yōu)先級數(shù)據(jù)并清除位。按下鍵,讀取鍵值,uKeyChanged減小,然后根據(jù)不同的狀態(tài)執(zhí)行相應(yīng)的鍵處理子例程??刂浦靼逡髐SendDataFlag的所有8位表示都具有1字節(jié)和8位。uSendDataFlag的對應(yīng)優(yōu)先級高于時間觸發(fā)的廣播分組。
所顯示的噴粉烤箱數(shù)據(jù)是由密鑰或接收到的測量數(shù)據(jù)所設(shè)置的數(shù)據(jù)。它是十六進制數(shù)據(jù)。它需要轉(zhuǎn)換為常用的十進制數(shù)據(jù),并分解成單獨的位、10位和100位。顯示狀態(tài)包括:只顯示,用0表示;噴粉烤箱數(shù)碼管的第1行從左到右顯示工作參數(shù)組編號,顯示第1組工作參數(shù)。閃爍顯示,用1表示;不顯示,用2表示。以3位數(shù)字管顯示器的參數(shù)為例,為了滿足操作面板的顯示要求,需要六種顯示狀態(tài)。用012編碼,它們是222非顯示、000非閃爍、001位閃爍、010位閃爍、100位閃爍和111位全閃爍。如果還有其他要求,可以使用更多的編碼。
噴粉烤箱除了能夠單獨的控制每個位的顯示之外,用于顯示寄存器操作的其他顯示程序設(shè)計的另一個優(yōu)點是它可以顯示特殊字符。8位1字節(jié)數(shù)據(jù)分別代表8段數(shù)碼管對應(yīng)的8位LED,寫一段LED熄滅,寫0段LED發(fā)光。因此,我們可以設(shè)計錯誤顯示子程序。當控制器通過自檢檢測出內(nèi)部錯誤或硬件錯誤時,調(diào)用函數(shù)顯示特殊字符“Err”以指示故障,并顯示故障代碼sErrorCode以方便設(shè)備的維護和維修。此外,在操作面板中有六個指示燈,噴粉烤箱由BC7277控制。它們是由BC7277控制的顯示位的LED控制段的兩個段。通過對噴涂操作具體過程的分析和總結(jié),根據(jù)國內(nèi)外靜電噴涂控制系統(tǒng)的參考,提出了靜電噴涂控制系統(tǒng)的設(shè)計結(jié)構(gòu),并設(shè)計了適合該系統(tǒng)的靜電噴涂控制柜。因此,可以通過使用顯示寄存器控制來點亮指示燈,以將對應(yīng)的數(shù)據(jù)段寫入0。